在新的十年开始之际，谈谈光伏组件的快速关闭

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[前言]屋顶分布式光伏是中国、美国、澳大利亚、欧洲和日本光伏应用的一个重要分支。作为最接近人类活动区域的应用，如何确保邻近人群的人身安全，如何防范光伏设施的火灾风险，以及如何保证非专业人员在第一时间识别并切断风险，已经成为各国普遍关注的问题。 然而，美国、澳大利亚、欧洲和日本都将模块级光伏设施的快速关闭列为强制性要求。中国作为一个家用光伏大国，还没有重视这一领域，其安全标准远远落后于产品制造和市场推广。目前，只有安徽省公安消防队管辖的地方标准提出了标准化要求。尽管浙江制造和嘉兴也引入了集团标准，但在组件级没有快速关闭的强制性要求，仅表示为& ldquo应该有& rdquo、& ldquo应该有& rdquo。 虽然中国已经有很多屋顶光伏火灾案例，但没有参考标准& ldquo组件级快速关闭。安徽省标准检验中的设计和应用案例尚未见报道。 摘要:从美国国家电力公司法规的实施要求出发，介绍了符合国家电力公司法规的屋顶光伏设施的要求，为国内屋顶分布式光伏的设计、施工和验收提供参考和学习资料。 1.2017 NEC-美国国家电气规范 自2019年1月1日起，2017 NEC-美国国家电气规范第690.12(b)(2)条。光伏阵列中快速光伏关闭的要求；该法案已经在美国30个州生效，其他大多数州也相继通过了新的法规。2017年日本电气公司要求所有建筑上的光伏设施在紧急情况下能够在部件层面实现快速关闭。 该规则适用于安装在建筑物上的任何光伏设施，但不包括太阳能棚、遮蔽物、凉亭等。不属于大楼附近的。 2.满足2017年国家电气公司法规的具体要求 满足2017年国家电气公司法规的具体要求要求如下: -安装列名& rdquo或者带有现场标签的快速关闭系统 & ldquo上市公司指由第三方认证机构进行的上市。美国国家电气法规规定使用& ldquo上市公司-也就是说，在任何国家(如加空局)批准的测试实验室认证中列出的产品。 在2019年国际太阳能博览会(SPI)上，许多逆变器和快速关断设备制造商展示了SunSpec认证。SunSpec已经开发了在快速关机期间不同设备之间通信的重要协议，但它不是一个认证机构。 通信协议认证不符合NEC第690.12节中的操作或NEC列表要求。通信协议中列出的额定值、标记和/或认证不能取代UL1741光伏快速关断认证(列名)。仅仅看到SunSpec标签并不能告诉安装者该产品已经通过了NEC 2017认证，可以快速关机。 此外，在硬件安装满足NEC 2017的要求后，有必要在光伏系统的安装位置清晰地标记快速关断系统。 -安装一个能够在30秒内将电压降至80伏的系统 30秒内电压降至80V是为了满足人体接触的基本安全要求。目前，国内大多数标准或规范要求100伏、120伏等关键指标。微型逆变器将高压直流电转换成低压安全交流电。通常使用微型逆变器的光伏阵列通常被认为基本上满足快速关断的要求。 然而，因为一些微型逆变器在电路的前端设计有电容器，除非检查员实际进行电压测量，否则不可能知道它是否低于80V的极限。如果认证机构能够积极地进行这些测试，以验证微型逆变器的演示能够满足80V的阈值，这比安装逆变器后的测试容易得多。 -BIPV系统比BAPV系统更容易符合国家电气公司的规定 根据先锋创新论坛第四届BIPV大会，BIPV系统通常将光伏产品设计为建筑组件的一部分，通常没有金属部件和裸导体，并且不在接地金属(如太阳能瓦)8英尺以内。BIPV产品需要符合建筑材料规范，因此系统与接地和导电元件隔离，这是符合NEC法规的最简单方法。 3.光伏危害控制系统的持续改进 目前，该行业正在讨论和修订NEC 2020，这是一个快速关机的未来要求:根据UL 3741，阵列安装应列为光伏危害控制系统。 对于正在讨论的新需求，主要观点集中在& ldquo关机速度有多快？应该关闭哪个部分？完全关闭了吗？& rdquo。 为了检查阵列是否在30秒内下降到80伏或更低，检查员必须安装在屋顶上，并将电压表插入连接器进行测试。这对于民用建筑中光伏设施的运行、维护和检查是不合理的。 当前，& ldquo集团系列逆变器仍需安装。列名& rdquo快速关断只能通过在逆变器中安装快速关断变送器或启动器来实现。发射器与连接到阵列的传感器配对。当火灾发生时，第一反应者启动逆变器上的快速停止开关或断路器，发射器将连接阵列上的传感器并关闭电路。 随着对光伏危害控制的要求越来越严格，快速关断功能将完全集成到太阳能系统中，而不是像当前标准那样允许使用具有快速关断认证的不同部件。预计日本电气公司将在2020年提议专门设计、评估、测试和认证光伏危害控制系统。 4.快速关机装置 一般来说，光伏设施或消防系统的检查员不太可能测试光伏阵列，以确保快速关闭系统能够正常工作。对他们来说，很容易翻转开关装置或断路器来启动快速关机。 MLPE元件级电力电子技术是实现元件级关断的主要途径。其应用产品包括微型逆变器、功率优化器和智能控制器。微型逆变器的使用可以从根本上消除光伏系统中的DC高压，而功率优化器和智能控制器具有模块级关断功能。 在紧急情况下，装有功率优化器或智能控制器的光伏系统可以切断各组件之间的连接，消除阵列中存在的DC高压，实现组件级的快速关断。许多企业已经能够提供元件级快速关断装置，例如具有快速关断功能的接线盒。 这些要求是与行业和其他利益相关方(如应急工作者团体)一起制定的，目的是提高应急工作者的信心，他们在实施关键系统时必须与这些系统互动。我们有责任保护社会、人民和财产的安全。我们希望让他们尽可能安全。& rdquo [结论] 工商屋顶光伏平价已经完全实现。？在2020年，142千兆瓦的全球光伏市场，中国预计有12-15千兆瓦的工业和商业光伏。当光伏作为日常屋顶设施推广时，潜在的安全风险更容易暴露。一方面，要积极推动行业尽快建立更加普遍的强制性安全标准；另一方面，我们也应该从意识上对设计规范、施工和验收提出要求，以确保财产和人员的安全。

来源：BBC新闻网